Gjennomsnittlig kinetisk energi for gass

Gjennomsnittlig kinetisk energi for gass

Foruten trykk er temperatur (T) en av størrelsene som indikerer de makroskopiske egenskapene til gass. Gasstrykkligningen er utledet i emnet Kinetisk gassteori skrevet igjen:

Idealgasslovens ligning som er utledet i emnet idealgassloven skrives på nytt:

PV = NkT → Ligning b

Tenk på ligning a og ligning b. Venstresidene er like, mens høyresidene er nesten like. Siden venstresidene er like, kan de to ligningene kombineres:

Hvis vi multipliserer venstre og høyre side med 3/2, vil denne ligningen endre form til:

Temperaturen er direkte proporsjonal med den gjennomsnittlige translasjonelle kinetiske energien til gassmolekyler. Jo høyere temperatur, desto større er den gjennomsnittlige translasjonelle kinetiske energien, og omvendt, jo lavere temperatur, desto mindre er den gjennomsnittlige translasjonelle kinetiske energien. Vi kan konkludere med at temperatur er et mål på den gjennomsnittlige translasjonelle kinetiske energien til molekyler.

Ligningen for absolutt temperatur vs. translasjonskinetisk energi 2 kan skrives på en annen form:

Først, Translasjonskinetisk energi er den kinetiske energien som et objekt eller molekyl har som gjennomgår translasjonsbevegelse. Translasjonsbevegelse kan være lineær, skrå eller parabolsk. Motstykket er rotasjonskinetisk energi. Rotasjonskinetisk energi er den kinetiske energien som et objekt eller molekyl har som gjennomgår rotasjonsbevegelse.

Sekund, Den gjennomsnittlige translasjonelle kinetiske energien i ligningen ovenfor gjelder kun for monoatomiske gasser. Eksempler på monoatomiske gasser er He (helium), Ar (argon), osv. I tillegg til monoatomiske gasser finnes det også diatomiske gasser. Et eksempel på en diatomisk gass er O₂ (oksygen), N₂ (nitrogen), CO (karbonmonoksid), osv. Det finnes også polyatomiske gasser. For eksempel CO₂ (karbondioksid) osv. Monatomiske gasser består av bare ett atom, diatomiske gasser består av to atomer og polyatomiske gasser består av mange atomer.

Tredje, må absolutt temperatur uttrykkes i Klevin-skalaen (K). Hvis temperaturen fortsatt er i Celsius-skalaen (^oC), konverter den først til Kelvin-skalaen (K).

Fjerde, Ligning 1 og ligning 2 ovenfor gjelder ikke bare for gassformige stoffer, men også for væsker og gassformige stoffer.

Eksempel på problemer:

Hva er den gjennomsnittlige translasjonelle kinetiske energien til molekylene i en gass ved 40 °C? ^oC?

Diskusjon